Conversion Optico Electrico

Conversión Óptico/Eléctrico
Estos sistemas están compuestos por un transmisor, cuya misión es la de convertir la señal eléctrica en señal óptica susceptible de ser enviada a través de una fibra óptica. En el extremo opuesto de la fibra óptica se encuentra el receptor, cuya misión es la de convertir la señal óptica en señal eléctrica nuevamente.
El transmisor puede emplear un LED o un diodoláser como elemento de salida. A este elementos se los denomina conversores electro-ópticos (E/O).
El receptor consiste en un diodo PIN o un APD, que se acopla a la fibra óptica. Se le denomina convertidor opto-electrónico (O/E).
El tipo de modulación utilizado es el de amplitud, modulando la intensidad de luz
generada por el emisor. Las no linealidades de los emisores y receptores alconvertir las señales eléctricas a ópticas y viceversa, así como las fuentes de ruido que se sobreponen a la señal en los sistemas típicos de fibra óptica hacen que este sistema sea especialmente apropiado para la transmisión de señales digitales, que corresponde a los estados de encendido-apagado del emisor. No obstante también es posible transmitir señales analógicas.
 
Otros tipos de modulación,como modulación en frecuencia y demás sistemas coherentes están en fase de desarrollo, debido a la dificultad de obtener señales luminosas espectralmente puras y que al mismo tiempo puedan ser moduladas en frecuencia.
 
La señal óptica que se propaga a través de la fibra óptica se degrada por la atenuación y restricción de la anchura de banda de la fibra, y entonces, es preciso regenerar laseñal transmitida. El mejor método es tratar la señal en forma eléctrica. Por lo tanto, Los conversores E/O y O/E son componentes indispensables en un repetidor óptico. El amplificador e igualador de la señal eléctrica son similares a los de los sistemas de transmisión convencionales.
Para transmitir información mediante señales luminosas a través de un conductor (fibra óptica) se requiere que en elpunto emisor y receptor existan elementos para convertir las señales eléctricas en ópticas y viceversa.

En el extremo emisor la intensidad de una fuente luminosa se modula mediante una señal eléctrica y en el extremo receptor, la señal óptica se convierte en una señal eléctrica.

Para este proceso de conversión se utilizan las propiedades de los materiales semiconductores los cuales poseendos bandas de energía, banda de valencia (nivel bajo de energía) y banda de conducción (nivel alto de energía) separadas por una distancia de energía.

Un fotón (quantum de energía) tiene una energía

h = constante de Plank
γ = Frecuencia del fotón
λ = longitud de onda
V= velocidad de la luz en el medio
En el semiconductor para pasar un electrón de la banda de valencia a la banda deconducción, existe energía absorbida por incidencia de un fotón. Proceso inverso se realiza para liberar fotones.

E=EC - EV

Donde:

EC energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de conducción
EV energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de valencia

E es una característica del material y se puede cambiar en función al contaminante empleado en el semiconductor.Cuando se libera un fotón se lo puede hacer de dos maneras: espontánea o estimulada. En la emisión espontánea no existe ningún medio externo que induzca al electrón pasar de la banda de conducción a la banda de valencia. En la emisión estimulada un fotón induce a que el electrón pase a su estado de reposo, liberando un fotón, en cuyo caso se dice que existe amplificación, si además existeretroalimentación y un elemento de selectividad, se logrará tener emisiones coherentes (mediante espejos). Una representación de estos procesos se indica en la figura que se encuentra a continuación.

Diagrama en bloques de un enlace electro-óptico:

Conversor electro-óptico:
La entrada e(t) es una señal eléctrica (amps o volt), mientras que o(t) es una señal luminosa, generalmente su potencia es...